Метрологическая надежность и межповерочные интервалы

Одной из основных форм поддержания СИ в метрологически исправном состоянии является его периодическая поверка. Она проводится метрологическими службами согласно правилам, из­ложенным в специальной нормативно-технической документации. Периодичность поверки должна быть согласована с требования­ми к надежности СИ. Поверку необходимо проводить через опти­мально выбранные интервалы времени, называемые межповероч­ными интервалами (МПИ).

Момент наступления метрологического отказа может выявить только поверка СИ, результаты которой позволят утверждать, что отказ произошел в период времени между двумя последними по­верками. Величина МПИ должна быть оптимальной, поскольку частые поверки приводят к материальным и трудовым затратам на их организацию и проведение, а редкие — могут привести к повышению погрешности измерений из-за метрологических от­казов.

Межповерочные интервалы устанавливаются в календарном времени для СИ, изменение метрологических характеристик кото­рых обусловлено старением и не зависит от интенсивности эксплу­атации. Значения МПИ рекомендуется выбирать из следующего ряда: 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 9; 12; 6К месяцев, где К — целое положи­тельное число. Для СИ, у которых изменение MX является след­ствием износа его элементов, зависящего от интенсивности эксп­луатации, МПИ назначаются в значениях наработки.

При нахождении МПИ выбираетця MX, определяющая со­стояние метрологической исправности средства измерений. В ка­честве таких характеристик, как правило, используются основная погрешность, СКО случайной составляющей погрешности и не­которые другие. Если состояние метрологической исправности оп­ределяют несколько MX, то из них выбирается та, по которой обеспечивается наибольший процент брака при поверках.

Вопросу обоснованного выбора продолжительности МПИ по­священо большое число работ, обзор которых дан в [12]. В настоящее время существуют три основных пути их определения:. • на основе статистики отказов;

• на основе экономического критерия;

• произвольное назначение первоначального МПИ с последу­ющей корректировкой в течение всего срока службы СИ.

Выбор конкретного метода определения продолжительности МПИ зависит от наличия исходной информации о надежности и стабильности СИ. Первый способ является эффективным при ус­ловии, что известны показатели метрологической надежности. Наиболее полная информация такого рода содержится в моделях, описывающих изменение во времени MX средств измерений. Эти модели рассмотрены в п. 4.3. При известных параметрах моделей МПИ определяется моментом выхода погрешности за нормируе­мый для данного СИ допуск. Однако большой разброс параметров и характеристик процессов старения СИ приводит к большой погрешности расчета МПИ с помощью таких моделей.

Применение методов расчета МПИ, основанных на статистике скрытых и явных отказов, требует наличия большого количества экспериментальных данных по процессам изменения во времени MX средств измерений различных типов. Такого рода исследования весьма трудоемки и занимают значительное время. Этим объясняет­ся тот факт, что опубликованных статистических данных о процес­сах старения приборов различных типов крайне мало. В технических описаниях СИ, как правило, приводится средняя наработка до от­каза, средний или гамма-процентный ресурс и срок службы. Этого явно недостаточно для расчета МПИ.

Определение межповерочного интервала по экономическому критерию состоит в решении задачи по выбору такого интервала, при котором можно минимизировать расходы на эксплуатацию СИ и устранять последствия от возможных ошибок, вызванных погрешностями измерения. Исходной информацией для опреде­ления МПИ служат данные о стоимости поверки и ремонта СИ, а также об ущербе от изъятия его из эксплуатации и от использо­вания метрологически неисправного прибора. Основная сложность применения этого метода состоит в следующем. Затраты на ре­монт и поверку СИ достаточно легко определяются по норматив­ным документам. В отличие от них потери из-за использования приборов со скрытым метрологическим отказом на практике, как правило, неизвестны. Приходится прибегать к приближенным мо­делям, описывающим затраты на эксплуатацию СИ со скрытыми метрологическими отказами в виде функции потерь того или иного вида [12; 37; 43].

Для определения МПИ по экономическому критерию можно использовать рекомендации МИ 2187—92.

Наиболее простым является метод, состоящий в произволь­ном назначении МПИ с последующей корректировкой его вели­чины. В этом случае при минимальной исходной информации на­значается первоначальный интервал, а результаты последующих поверок являются исходными данными для его корректировки.

Первый МПИ выбирается в соответствии с рекомендациями нормативных документов государственных и ведомственных мет­рологических служб.

Последующие значения МПИ определяются путем корректи­ровки первого интервала с учетом результатов проведенных пове­рок большого числа однотипных СИ.

Данный метод рассмотрен в рекомендации МИ 1872—88 и в международном стандарте ИСО 10012—1, содержащем требова­ния, гарантирующие качество измерительного оборудования.

Контрольные вопросы

1. Что такое отказ? Чем отличается метрологический отказ от неметрологического?

2. Сформулируйте определение метрологической исправности средства измерений.

3. Что такое метрологическая надежность средства измерений?

4. Сформулируйте определение стабильности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости средств изме­рений.

5. Чем вызвано изменение во времени метрологических характе­ристик средств измерений? Каким образом могут быть математи­чески описаны эти изменения?

6. Что такое линейная модель изменения погрешности во време­ни?

7. Что такое экспоненциальная модель изменения погрешности во времени?

8. Назовите основные показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости средств измерений.

9. Что называется межповерочным интервалом?

10. Какие способы выбора межповерочных интервалов существуют?

ГЛАВА 5. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Дата добавления: 2015-04-30